神奇的中子星

在浩瀚無邊的宇宙中，有著數量讓我們難以想象的天體。一些數量的天體又組成了大小不一的系統，比如太陽系、銀河系等。而天體的種類也是大不相同，僅僅在我們的太陽系中就有恆星、行星、彗星等。太陽是我們太陽系鋰唯一的一顆恆星，也是我們地球能量的來源。恆星是宇宙中很複雜的天體，它們的質量差別巨大，不同質量的恆星，生命週期內的演化也會有很大的不同，有些恆星會在即將滅亡時形成中子星。

中子星

中子星一般體積都很小，難以直接觀察到。但是在1932年人們發現了中子之後，蘇聯的物理學家列夫·朗道就提出了中子星的概念。他預言中子星會是一個質量與太陽差不多，但是直徑僅僅是30km的超高密度星體，它的密度高到每立方厘米一億噸。兩年後，德國天文學家巴德和瑞士天文學家茲維基認為，當超新星的核心向內坍縮時，由於巨大的壓力使內部的原子核全部都被壓碎，核內的質子和電子相互撞擊變成了中子，從而形成了中子星。

中子星的引力十分巨大，如果在適當的位置拋下一個硬幣，那麼當它到達中子星表面時，它的速度可能會達到光速的一半。如果有一種生物會生活在中子星上，那麼它一定是又扁又矮才行。因為向上一點點兒，就要克服巨大的引力。

發現脈衝星

在1943年，一位名叫喬絲琳·貝爾的女孩兒出生在了北愛爾蘭，她從小就對天文學產生了極大的興趣。她在格拉斯哥大學學習物理期間，曾是班裡50個學生中唯一的女生，後來又繼續到劍橋大學學習，獲得了射電天文學博士學位。

安東尼·休伊什

1967年她在劍橋當研究員的一天，她觀察到了一次異常的閃光。她把這件事情跟她的導師休伊什做了彙報，她的導師鼓勵她繼續跟蹤這個奇怪的現象。一個月過去了，她始終沒再看到什麼，但過後，那怪事情又開始出現了。這次觀測發現它每3/4秒閃一次，十分精準。她和她的導師將這個現象發表了出去，但是當時他們並不知道這是什麼。英國天文學家托馬斯·戈爾德馬上明確指出這就是快速旋轉的中子星，並命名為脈衝星。她的導師安東尼·休伊什因發現了脈衝星而獲得了1974年的諾貝爾物理學獎。貝爾卻與諾貝爾獎擦肩而過，她在發現了脈衝星後開始了進一步對X射線和γ射線天文學的研究。目前，她回到了格拉斯哥大學當教授，她希望更多的女性能夠加入到研究物理的行列中來。

宇宙中的"時鐘"

正如托馬斯·戈爾德所說，脈衝星就是快速旋轉的中子星。由於自轉的速度非常快，所以它可以產生極強的磁場。中子星的自轉軸與其偶極磁場的對稱軸存在一定的夾角，快速旋轉的磁場使帶電粒子加速。大量的電子陷入磁場

中子星產生的磁場與輻射

到目前為止，我們已經發現了至少1620顆脈衝星。截止到2002年，共有75顆脈衝星脈衝週期在15~25毫秒之間。其中有PSR1913+16（1.667毫秒，600次/秒）和PAR1937+214（1558毫秒，642次/秒）這兩顆脈衝星的週期十分穩定，它們比我們現在最精準的原子鐘還要精確。

雙星和引力波

PSR1913+16是在1974年由美國的兩位天文學家，泰勒和赫爾斯發現的。這顆脈衝星比較特別，在它的"主旋律"之上還有一個小小的"顫音"。這是因為其實它不是一顆脈衝星，而是一對星。這個"顫音"就是由脈衝星的伴星（非脈衝星的中子星）來回運動產生的。它們的軌道半徑大概是地月的間距，公轉週期為8小時。泰勒和赫爾斯通過長時間的觀察發現，這兩顆星隨著時間的推移，它們之間的間距在不斷減小，旋轉的速度也就加快了。

中子星——伴星（正常物質星）

這個"脈衝雙星"形成了一個非常理想的實驗室，這使得人們首次觀測到了愛因斯坦預言的引力波效應，由於這兩顆星之間距離很近，同時具有很強大的引力，導致它們之間的時空裡產生了微小的漣漪。如同正負點電荷間的振盪運動會發射出電磁波，雙星系統發出的引力波會使系統的能量減少，軌道變小，繞轉週期變小，頻率變大。泰勒和赫爾斯因此獲得了1993年的諾貝爾物理學獎，這也是有關發現脈衝星的第二個諾貝爾獎。

美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）

密度極大的雙星系統的相對運動會導致脈衝週期隨時間改變，通過觀測變化就可以檢測出引力波。引力波是愛因斯坦在1916年基於他的廣義相對論推導出來的，只是一直無法得到證實。在2015年9月14日，LIGO宣佈探測到了第一個引力波。直到2017年10月才探測到了第一個來自雙星的引力波。